KR100198876B1 - 자동초점위치 검출방법 및 장치, 그것을 사용한 화상처리방법 및 장치 - Google Patents

자동초점위치 검출방법 및 장치, 그것을 사용한 화상처리방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

현미경에 의하여 형성된 제1피사체상을 영역센서에 의하여 촬상하여 얻어진 영상영역(14A)내에서 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 제1부분의 상과는 다른 위치에 제2피사체(14B)의 상이 형성되도록 상기 제2피사체를 배치한다. 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 제1부분(14C)와 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2피사체의 제2부분(16)을 포함하는 영역(17)을 초점위치 검출용의 영역(17)으로서 설정한다. 영역센서로부터의 영상신호로부터 상기 초점 검출용 영역내의 상의 영상신호를 추출하고, 그 추출된 영상신호의 미분성분에 의거하여 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 초점위치를 검출하고, 상기 검출된 초점위치를 상기 영역센서의 상기 제1피사체의 화성처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 얻는다.

Description

자동 초점위치 검출 방법 및 장치, 그것을 사용한 화상처리방법 및 장치
제1도(a)-제1도(f)도는 자동 초점위치 검출방법에 있어서의 미분성분 추출방식을 설명하기 위한 도이고,
제2도는 본 발명에 의한 자동 초점위치 검출장치를 사용한 화상처리장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 블록도이며,
제3도(a)는 측정 대상인 피사체가 촬영된 화상을 나타낸 도이고,
제3도(b)는 측정 대상인 피사체의 기준패턴을 나타낸 도이며,
제3도(c), 제3도(d)는 각각 제3도(a)에 나타낸 피사체의 제3도(a)에 있어서의 선 IIIC-IIIC, 선 IIID-IIID에 따른 단면도이고,
제3도(e)는 제3도(a)에 나타낸 피사체상의 선 IIIC-IIIC에 따른 주사선의 영상신호를 나타낸 도이며,
제3도(f)는 제3도(a)의 초점위치 검출용 영상영역 내에서의 주사선의 영상신호를 나타낸 도이고,
제3도(g)는 제3도(a)의 피사체의 상대위치를 변화시켜 촬상한 경우의 적분 신호의 레벨을 나타낸 도이며,
제4도는 제2도의 화상처리장치의 동작을 설명하는 플로우챠트이고,
제5도(a)는 제3도(a)의 초점위치 검출용 영역을 나타내는 도이며,
제5도(b)는 제3도(a)의 초점위치 검출용 영상영역에 있어서 선 VA-VA에 따른 단면도이고,
제5도(c)는 제5도(a)의 영역의 영상신호를 나타낸 도이며,
제5도(d)는 제5도(a)의 초점위치 검출용 영상영역의 영상신호를 나타낸 도이고,
제5도(e)는 제5도(d)의 미분파형을 나타낸 도이며,
제5도(f)는 제5도(e)의 미분파형을 절대치화한 파형을 나타낸 도이고,
제5도(g)는 제5도(f)의 신호의 적분파형을 나타낸 도이며,
제5도(h)는 거친 초점위치 검출동작을 설명하기 위한 적분신호와 피사체위치와의 관계를 나타낸 도이고,
제5도(i)는 초점위치 검출용 영역의 초점위치를 검출하는 동작을 설명하기 위한 적분신호와 피사체 위치와의 관계를 나타낸 도이며,
제6도는 제2도의 화상처리회로와 영상신호 추출회로의 구체적인 구성예를 나타낸 블록도이며,
제7도는 제6도의 초점위치 검출용 영역 검출회로 및 전환신호 생성회로의 구체적인 구성예를 나타낸 회로도이고,
제8도(a)-제8도(n)은 제7도의 초점위치 검출용 영역 검출회로 및 전환신호 생성회로의 동작을 설명하기 위한 도이며,
제9도는 피사체상의 초점위치 검출용 영역을 검출하는 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트이고,
제10도는 피사체상의 초점위치 검출용 영역을 검출하는 동작을 설명하기 위한 도이며,
제11도는 측정처리 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
본 발명은 현미경에 의하여 확대된 피사체의 상을 텔레비젼카메라 등의 영역센서에 의하여 촬상할 때에, 영역센서의 그 촬상대상인 피사체에 대한 초점위치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이고, 또 그 검출된 초점위치에 그 영역 센서를 배치하고 그 영역 센서에 의하여 피사체를 촬상하여 얻은 피사체상에 대하여 치수측정 등의 화상처리를 행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
예를들면 TFT(Thin Film Transistor)액정패널의 제조공정에 있어서, 각 화소마다 형성되는 박막 트랜지스터의 패턴의 선폭 등의 치수가 고정밀도로 측정되고, 관리되는 것은 제품의 생산비율, 성능의 향상을 도모하는 데 있어서 대단히 중요하다. 그 때문에 상기와 같이 현미경과 테레비젼 카메라 등을 조합하여 화상처리에 의하여 피사체의 치수 등의 측정을 행하는 경우, 측정 대상 부분의 정확한 초점위치를 검출하는 것이 불가결해진다.
종래의 초점검출 기술의 하나로서, 현미경의 광축상에 투입된 레이저 광 또는 피사체상의 반사광을 초점위치 전후에 실장된 라인센서나 영역센서 등의 수광(受光)소자로 수광하고, 수광소자에 대하여 앞에 위치에 있는 초점위치와 뒤의 위치에 있는 초점위치의 범위나 수광 광 강도에 의하여 합초점 검출을 행하는 일반적으로 흐려짐방식이라고 칭하는 자동초점 검출장치가 있다.
또한, 현미경과 조합된 라인센서나 영역센서 등의 수광소자로 얻어지는 피사체상의 일 화면내의 휘도레벨 차이 또는 미분성분 레벨을 검출하고, 휘도 레벨 차이가 가장 급격해지는 위치 또는 미분성분 레벨이 최대가 되는 위치를 초점위치로서 검출하는 미분성분 추출방식의 자동 초점 검출장치가 있다.
제1도(a)-제1도(f)에 의하여 미분성분 추출방식의 원리를 설명한다. 제1도(a)와 같이 백지에 흑지의 피사체가 촬상되어 있는 경우의 화상신호 파형을 제1도(b)에, 그 신호파형을 파형을 제1도(c)에, 그 미분파형을 절대치화 처리를 행한 파형을 제1도(d)에, 제1도(d)의 파형의 적분파형을 제1도(e)에 각각 나타냈다. 이 적분파형은 초점검출 동작 중에 피사체와 현미경 대물렌즈의 위치관계(간격)를 변화시킨 경우에 일 시점에 있어서의 적분 레벨을 나타낸 것이다. 제1도(f)는 피사체의 대물렌즈에 대한 위치를 변화시킨 경우에 상기 적분레벨(적분신호 V의 값)의 변화를 연속적으로 나타낸 것이고, 적분레벨이 최대로 되는 위치를 초점위치로 하고 있다.
상술의 종래기술인 흐려짐방식에서는 레이저광을 사용한 경우, 레이저광이 조사하는 피사체부의 스폿범위의 위치에 대하여, 또는 피사체상의 반사광 강도를 수광하는 수광소자의 범위에 대하여, 초점을 맞추게 되어 버린다.
또, 피사체상의 미분성분 추출방식에서도 마찬가지로 피사체상의 반사광을 수광하는 수광소자의 범위에서 모든 미분성분이 적분된 위치에 초점을 맞추게 되어 버린다.
따라서, 이들 방식에서는 피사체가 평면인 경우에는 문제가 없지만, 요철이 있고 복잡한 형상의 피사체상인 경우는 피사체상에 기초하여 치수 측정 등의 화상처리를 행하는 경우에, 처리를 행하는 대상의 피사체부에만 초점을 맞추는 일이 곤란하다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해소할 수 있는 자동 초점위치 검출방법 및 장치, 그것을 사용한 화상처리방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 요철이 있고 복잡한 패턴의 피사체에 있어서도 처리대상이 되는 피사체 부분의 초점위치를 자동적으로 검출하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 요철이 있고 복잡한 패턴의 피사체상에 있어서도, 처리대상이 되는 피사체 부분의 초점위치를 자동적으로 검출하고, 그 검출된 초점위치에 영역센서를 배치하고 그 영역센서에 의하여 피사체를 촬상하여 얻은 피사체상에 대하여 화상처리를 행하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일면에 의하면, 현미경과 그 현미경에 의하여 형성된 제1피사체의 상을 촬상하여 그 제1피사체의 상의 영상신호를 출력하는 영역센서를 가지고, 그 영상 신호에 의거하여 그 촬상된 제1피사체의 제1부분의 상의 화상처리를 행하는 장치에 있어서의 상기 영역센서의 그 제1피사체의 제1부분에 대한 초점위치를 자동적으로 검출하는 방법에 있어서, a) 상기 제1피사체상을 상기 영역센서에 의하여 촬상하여 얻어진 영상 영역내에서 상기 제1피사체의 제1부분의 상과는 다른 위치에 상이 형성되는 제2피사체에 있어서, 상기 제1피사체 화상처리의 대상이 되는 제1부분과 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2피사체의 제2부분을 포함하는 영역을 초점위치 검출용의 영역으로서 설정하고, b) 상기 영역센서로부터의 영상신호 후 상기 초점검출용 영역내의 영상신호에 의거하여, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 초점위치를 검출하고, c) 그 검출된 초점 위치를 상기 영역센서의 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 얻는다.
본 발명의 일례에 의하면, 상기 제2피사체의 제2부분에 대한 초점위치는, 상기 제2피사체의 제1영역의 상의 영상신호의 미분성분에 의거하여 미분성분 추출방식에 의하여 구한다.
또, 본 발명의 일례에 의하면, 초점위치 검출용 영역내의 제2피사체는 대단히 간단한 구성의 것으로, 제1피사체의 화상처리대상이 되는 제1부분과 동일한 초점위치에 있는 제1면과, 그 제1면과는 다른 초점위치에 있는 제2면과, 이들 제1, 제2면을 연결하는 하나뿐인 단차(스텝부)를 가지는 것이다.
이와 같이 본 발명에 있어서는, 측정처리 등의 화상처리 대상이 되는 제1피사체의 부분과 동일한 초점위치에 있는 제2피사체의 부분을 포함하는 영역의 상을 초점위치 검출용 영역의 상으로서 추출하고, 그 영역내의 영상신호의 미분성분에 의거하여 상기 제2피사체 부분의 초점위치를 검출하고, 상기 검출한 초점위치를 제1피사체 부분의 초점위치로서 얻는 것이다.
또, 초점위치 검출용 영역내의 제2피사체는 대단히 간단한 구성의 것으로, 또 미분성분 추출방식에 의하여 초점위치를 검출하는 경우에 대단히 정밀도 좋게 검출할 수 있는 구성의 것이다. 따라서, 화상처리 대상이 되는 제1피사체의 부분 또는 그 주변부가 요철이 있고, 복잡한 층으로 이루어지는 대단히 복잡한 구성이더라도, 극히 용이하고 또 정밀도 좋게 제2피사체의 초점위치를 검출할 수 있기 때문에, 화상처리 대상이 되는 제1피사체 부분의 초점위치는 대단히 정밀도 좋게 검출된다. 따라서, 치수측정 등의 화상처리도 정밀도 좋게 행할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제2도는 본 발명에 의한 자동 초점위치 검출장치를 사용한 화상처리장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다. 본 실시예에 있어서는, 본 발명에 의한 자동 초점위치 검출장치를 피사체의 치수 등을 측정하는 화상처리장치에 적용한 것이다.
제2도에 나타낸 화상처리장치는 현미경(3), 현미경(3)으로 확대된 피사체상을 촬상하고 광학상을 나타내는 영상신호와 접촉하는 영역센서(4), 영역센서(4)로부터의 영상신호를 처리하는 화상처리회로(5), 화상처리회로(5)에 접속된 모니터(2), 영역센서(4)로부터의 영상신호의 일부를 추출하는 영상신호 추출회로(6), 미분회로(7), 절대치화 회로(8), 적분회로(9), A/D변환회로(10), CPU(11), 모터구동회로(12)를 구비한다.
제2도에 있어서 치수측정 등의 대상이 되는 피사체(1)의 상온 현미경(3)의 대물렌즈(32)로 확대되고, 하프미러(35), 어뎁터(38)를 거쳐 영역센서, 예를 들면 텔레비젼카메라(4)로 촬상되고, 텔레비젼카메라(4)로부터는 피사체상의 영상신호가 출력된다. 현미경(3)에 있어서 하프미러(35)로 반사된 피사체상은 미러(36)를 거쳐 접안렌즈(34)에 입사된다.
여기서 피사체(1)로서는, 복수의 층으로 형성된 패턴으로, 예를 들면 TFT형 액정패널에 있어서의 박막 트랜지스터를 구성하는 패턴과 그 패턴 사이의 간극부분으로 한다. 예를 들면, 이 경우의 패턴 폭 또는 간극은 수㎛~수십㎛이고, 또 그 패턴이 층상으로 구성되어 있는 경우에 각 층마다의 단차는 2~6㎛이다.
본 실시예에서는 복수층, 예를 들면 3층으로 이루어지고 각 층 사이에 단자를 가지는 패턴의 소정영역(측정처리 대상의 영역)의 초점위치(즉, 텔레비젼카메라(4)의 상기 소정영역에 대한 초점위치)를 검출하고, 텔레비젼카메라(4)의 상기 소정영역에 대한 위치가 상기 초점위치로 되도록 텔레비젼카메라와 피사체(1)의 상대위치, 즉 상대거리를 제어하고 상기 영역에대한 텔레비젼카메라의 초점 맞춤을 행하고, 상기 영역의 일정 치수를 측정하도록 한 화상처리장치에 본 발명을 적용한 예에 대하여 설명하는 것으로 한다.
제3도(a)는 이와 같은 피사체의 일례의 전체상이고, 부호 14(A)는 그 피사체를 텔레비젼카메라(4)로 촬상한 전체화상이다. 도면 중, 사선으로 나타낸 영역(14C)은 피측정대상의 피사체상이고, 또 영역(14B)내의 사선부분(16)은 영역(14C)과 동일한 초점위치(즉, 텔레비젼카메라로부터 동일한 거리)에 있는 별도 영역의 피사체상으로 한다. 그 부분(16)은 후술하는 바와 같이 초점위치 검출용 피사체상이다. 본 실시예에 있어서는, 예를 들면 영역(14)간의 간극의 폭(X)을 측정하는 것으로 한다.
제2도의 화상처리장치의 동작을 제3도(a)~제3도(g)를 이용하여 설명한다. 제3도(a)에 나타낸 피사체상에 있어서, 측정대상인 영역(14C)이 각 패턴의 예를들면 최상부(최상층)에 형성되어 있는 것으로 한다. 여기서 제3도(c), 제3도(d)는 각각 제3도(a)에 나타낸 피사체의 제3도(a)에 있어서의 선 IIIC-IIIC, 선 IIID-IIID에 따른 단면도이다. 또, 제3도(e)는 제3도(a)에 나타낸 피사체상의 선 IIIC-IIIC에 따른 주사선의 영상신호를 나타내고, 제3도(f)는 제3도(a)의 영역(17) 내에서의 주사선의 영상신호를 나타낸다. 또, 제3도(d)에 있어서 Ha, Hb, Hc는 각각 최상층, 중간층, 최하위치의 면(층면)을 나타낸다.
여기서, 종래의 미분성분 추출방식에 의한 초점위치 검출방법으로 피사체(1)를 촬상한 경우에 대하여 설명한다. 먼저, 층면(Ha, Hb, Hc)간의 각 단차가 대물렌즈(2)의 초점심도보다 훨씬 큰 경우는, 피사체(1)의 텔레비젼카메라(4)에 대한 상대위치(즉, 상대거리)(Z)를 연속적으로 변화시킨 경우에, 적분신호의 레벨은 제3도(g)의 실선파형(20)으로 나타낸 바와 같이 되고, 텔레비젼카메라의 초점위치가 각 면(Ha, Hb, Hc)과 일치할 때 마다 적분신호는 피크가 된다. 이와 같이 적분신호의 레벨이 피크로 되는 초점위치(Z)가 복수 존재하기 때문에, 적분신호가 피크로 되는 위치에 피사체를 위치맞춤시켜도 반드시 측정대상의 영역(14C)에 대하여 초점 맞춤이 가능하다고 단정할 수 없다.
또한, 제3도(g)에 있어서, 부호 Ha, Hb, Hc는 각각 텔레비젼카메라(4)가 면(Ha, Hb, Hc)에 대하여 초점 맞춤되어 있는 위치(Z)를 나타낸다.
한편, 예를 들면 면(Ha)와 (Hb)과의 단차가 초점심도 이내인 경우에는, 적분신호의 레벨은 점선파형(21)과 같이되고, 텔레비젼카메라의 초점위치가 면(Hc)과 일치하면 적분신호의 레벨은 피크가 되는데, 면(Hb, Ha)과 일치하여도 피크가 되지 않고 그 중간위치 부근에서 피크가 된다. 따라서 이 경우에는 텔레비젼카메라(4)는 면(Ha, Hb)에 초점 맞춤을 행할 수 없고, 따라서 측정대상의 영역(14C)에 초점 맞춤을 행할 수 없어 정확한 치수측정이 행해질 수 없다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는, 피측정대상의 피사체 영역(14C)의 단면(19)과 동일한 초점위치(즉, 텔레비젼카메라로부터 동일한 거리)에 있는, 별도 영역(14B)내의 비교적 단순한 사선부분 영역(16)을 포함하는 영역(17)의 상을, 상기 영역(14C)의 초점위치 검출용의 피사체상으로서 사용하는 것이다. 제3도(c), 제3도(d)로부터 명백한 바와 같이 초점위치 검출용 영역(17)내 영역(16)의 면(Ha)은 피측정대상영역(14C)의 면(19)과 동일한 높이, 즉 텔레비젼카메라로부터 동일한 거리에 있는 것으로 한다. 즉, 본 실시예에 있어서는 초점위치 검출용 영역(17)의 영상신호를 추출하고, 그 추출한 영상신호를 기초로 미분성분 추출방식에 의하여 그 영역(17)내의 영역(16)에 대한 초점위치를 검출하고 그 영역(16)에 대하여 초점처리를 행한다. 이것에 의하여 텔레비젼카메라(4)는 피사체(1)의 영역(16)에 따라 측정용의 영역(14C)에도 초점을 맞추게 되고 그 후의 측정처리가 정확히 행해질 수 있는 것이다.
이하, 구체적으로 제2도의 화상처리장치의 동작을 설명한다.
통상, 치수측정 등을 행하는 화상처리 시스템에 있어서는, 현미경(3)에 피사체(1)를 탑재한 초기상태에서는 텔레비젼카메라(4)는 피사체에 대하여 초점이 맞지 않고, 따라서 대상이 되는 피사체상의 패턴을 검출할 수 없다. 그래서 먼저 상기 종래의 미분성분 추출방식에 따라 텔레비젼 카메라에서 촬상된 피사체의 전체 화상(피사체의 전체상)의 영상신호로부터 미분성분을 추출하고, 그 미분성분이 피크가 되는 위치에 피사체(1)를 이동한다. 이렇게 하여 피사체에 대하여 거친 초점처리를 행한다.
이어서 텔레비젼카메라(4)로부터의 영상신호가 화상처리회로(5)에 주어진다. 화상처리회로(5)에 있어서는 피사체상(14A)과 동일한 피사체상을 기준패턴(제3도(b))으로서 미리 메모리에 가지고 있다. 화상처리회로(5)는 CPU(11)로부터의 제어신호(S1)에 응답하고, 그 기준패턴에 기초하여 영상신호의 피사체상(14A)을 패턴매칭처리함으로써, 피사체상(14A)에 있어서의 상기 영역(14B)내의 초점위치 검출용의 피사체 상 영역(16)을 포함하는 초점위치 검출용 영상영역(17)의 위치를 자동적으로 인식하고, 그 영역(17)의 위치정보를 영상추출 회로(6)에 부여한다. 영상추출회로(6)에서는 그 위치 정보에 따라 텔레비젼카메라(4)로부터의 영상신호 중 그 피사체상(16)영역을 포함하는 영역(17)내의 영상신호만을 추출하여 미분회로(7)에 부여한다. 미분회로(7)에서는 추출된 영역(17)내의 영상신호, 즉 피사체상(16)의 농담 가장자리부의 미분성분을 검출하여 미분신호로서 절대치화회로(8)에 부여하고, 그 절대치화회로(8)에 있어서는 마이너스의 미분성분 절대치 신호를 얻어 적분회로(9)에 부여한다. 적분회로(9)에서는 절대치화된 미분신호의 적분을 행하고, A/D(analog-to-digital)변환회로(10)에 있어서는 적분회로(9)로부터의 적분신호 A/D 변환을 행하여 CPU(11)에 부여한다.
또, 모니터(2)는 화상처리회로(5)의 후술하는 프레임메모리에 저장되어 있는 영상 등을 모니터하기 위하여 표시하는 표시부이다.
CPU(11)에서는 A/D 변환회로(10)로부터의 적분신호의 디지털치를 일시적으로 내장된 메모리(11A)에 저장한다. 그 후 CPU(11)는 모터구동 회로(12)에 제어신호를 주고, 그것에 의하여 그 모터구동회로(12)로부터의 구동신호에 의하여 현미경(3)의 초점거리 이동기구부(피사체 이동기구부)(13)를 구동하고, 피사체(1)를 상방 또는 하방으로 소정거리 이동한다. 그 후 CPU(11)는 다시 제어신호(S1)를 화상처리회로(5)에 부여하고 패턴매칭 처리를 행하게하여 영역(17)의 위치정보를 얻게 하고, 영상신호 추출회로(6)에 부여시킨다. 이후, 각 회로(6~10)에서 상기와 같은 처리를 행하여 CPI(11)의 메모리(11A)에 적분신호의 디지털치를 저장한다. 이렇게하여 대물렌즈(32)의 배율에 대응한 이동범위에서, 피사체(1)를 상방 또는 하방으로 소정거리 (각 층면의 단차미만의 거리)이동할 때 마다 상기 동작을 반복한다. 이렇게 하여 메모리(11A)에 저장되어 있는 적분신호의 디지털치에 의거하여, 상기 대물렌즈(32)의 배율에 대응한 이동범위내에서, A/D 변환된 적분신호가 최대치로 되는 피사체(1)의 처리대상 영역(14C)위치를 검출하여 그 위치를 초점위치로서 얻는다. 따라서, 그 초점위치에 피사체(1)의 영역(14C)을 위치시키도록 피사체(1)를 이동함으로써, 텔레비젼카메라(4)는 초점위치 검출용의 영역(16)을 따라 측정용의 영역(14C)에 초점을 맞출 수가 있다.
이와 같이 초점위치 검출용의 피사체상 영역(16)을 포함하는 초점위치 검출용 영상영역(17)은 제3도(a), 제3도(d), 제5도(a)로부터 명백한 바와 같이 하나의 단차만을 가지는 패턴이므로, 적분신호는 제3도(g)의 점선파형(22)과 같이 하나만의 피크를 가지는 파형으로 된다. 따라서, 적분신호가 피크로 되는 위치에 피사체(1)를 위치 맞춤함으로써, 반드시 측정 대상의 영역(14C)에 대하여 초점을 맞출 수 있는 것이다.
따라서, 초점위치 검출용 영상영역(17)으로서의 조건은, 그 영역(17)은 피측정대상 피사체의 영역(14C)의 면(19)과 동일한 초점위치(즉, 텔레비젼카메라로부터 동일한 거리)에 있는 별도의 영역(면) 및 그것과는 다른 초점위치의 면을 포함할 것, 및 그 영역(17)은 이들 면 사이를 연결하는 하나뿐인 단차를 가지는 것이다. 이와 같은 조건을 만족하는 영역이면, 텔레비젼카메라(4)로 촬상된 화상의 임의의 영역이어도 좋다. 또한, 영역(17)내의 이들 면은 평면이 바람직하다.
다음에 제2도에 나타낸 본 발명에 의한 자동 초점위치 검출장치를 사용한 화상처리장치의 동작을 제4도의 플로우챠트 및 제5도(a)~제5도(f)를 이용하여 설명한다.
먼저, 스텝 400에서 거친 초점위치 맞춤 처리를 행한다. 상기한 바와 같이 현미경(3)에 피사체(1)를 탑재한 초기상태에서는 텔레비젼카메라(4)는 피사체(1)에 초점이 맞지 않기 때문에, 피사체(1)를 상하로 넓은 범위(예를들면 ±200㎛)에 걸쳐 이동시켜 피사체(1)의 초점위치를 구한다. 이 거친 초점위치 맞춤 처리를 제5도(h)를 참조하여 설명한다. 여기서 이예에서는 면(Ha, Hb)의 차이가 초점심도 이내이고, 적분신호 레벨은 제3도(g)의 파형(21)과 같이 되는 것으로 한다.
즉, 먼저 CPU(11)는 제어신호를 모터구동회로(12)에 부여하고 피사체(1)를 초점위치(텔레비젼카메라로부터 피사체(1)를 가장 근접시킨 위치)(Z1)에 위치시킨다. 다음에, CPU(11)는 제어신호(S2)를 영상신호 추출회로(6)에 부여한다. 그러면, 그 회로(6)는 텔레비젼카메라로부터의 영상신호를 잘라내지 않고 그대로, 즉 피사체(1) 촬상화상의 전체를 그대로 미분회로(7)에 부여하고, 그 후 회로(8-10)에서 처리되어 적분신호의 디지털치(Svz1)가 메모리(11A)에 저장된다. 다음에, 피사체(1)를 초점위치(Z)(2)(텔레비젼카메라에 대하여 피사체를 초점위치(Z1)로부터 더욱 소정거리만큼 떨어진 위치)에 위치시켜, 마찬가지로 피사체(1) 촬상화상의 전체를 회로(7-10)에서 처리하고 적분신호의 디지털치(Svz2)를 메모리(11A)에 저장한다. 이렇게 하여 피사체(1)의 텔레비젼카메라에 대한 위치를 순차 어긋나게 하여 처리를 행하고, 피사체(1)를 위치(Zmax)(텔레비젼카메라에 대한 피사체를 가장 떨어진 위치)에 위치시킬 때 까지 같은 처리를 행한다. 이렇게 함으로써 적분신호의 레벨은, 제5도(h)의 실선파형으로 나타난 바와 같이, 면(Hc)에 초점이 맞는 위치(Zc)부근과 면(Ha, Hb)의 중간위치 부근에 초점이 맞추어지는 위치 부근에서 피크로 되는 것을 알 수 있다. 본 예에서는 적분신호의 레벨이 최대피크가 되는 위치에 초점이 맞추어지도록 하는 것이다. 본 실시예에서는 도시하지 않은 광원으로부터의 광이 피사체(1)의 상면측으로부터 피사체(1)에 조사되어 있는 것으로 하고, 따라서 면(Ha, Hb, Hc) 중 최상층(Ha)으로부터의 반사광이 가장 강하다. 따라서, 이 경우에는 위치(Zc)부근이 최대피크(Svzc)이므로, 위치를 Zmax로부터 서서히 감소시키면서 같은 처리를 행하여 위치(Zc)부근에서 최대피크로 되는 것을 확인한다. 즉, 다시 위치를 Zc 로 했을 때의 적분신호 레벨(Svzc')과 전회 구한 적분신호 레벨(Svzc)을 비교하고, 그 차이가 소정치 Sverror 미만인지의 여부를 체크하여 미만이라고 검출되면 최대 피크는 옳다고 판단한다. 차이가 소정치 Sverror 이상인 경우는 검출된 피크는 잘못된 것으로 판단하고 다시 위치를 Z1으로 하여 최대피크를 구하는 처리를 처음부터 행한다.
이렇게 하여 최대피크(여기서는 위치(Zc)로 한다)가 구해지면, 그 위치(Zc)를 중심으로하여 소정범위(예를들면, ±3㎛)의 범위에 있어서 위치(Z)를 순차 어긋나게하여, 초점위치 검출용 영상영역(17)내의 영상신호 적분신호레벨(Svz)이 피크치로 되는 위치(즉, 영역(16)의 면(Ha)에 대한 초점위치)를 구하는 처리를 행한다.
먼저 스텝 402에서, CPU(11)는 제어신호를 모터구동회로(12)에 부여하고 피사체(1)를 위치(Z-p)(피사체(1)를 위치(Zc)로부터 텔레비젼카메라측에 예를 들면 3㎛근접시킨 위치)(제5도(i)참조)에 위치시킨다. 다음에, 스텝 404에서, CPU(11)는 제어신호(S1)을 화상처리회로(5)에 부여한다. 화상처리회로(5)는 CPU(11)로부터의 제어신호(S1)에 응답하고, 그 기준패턴에 의거하여 영상신호의 피사체상(14A)을 패턴매칭 처리함으로써, 피사체상(14A)에 있어서의 피사체상 영역(16)을 포함하는 초점위치 검출용 영상영역(17)(제5도(a))의 위치를 자동적으로 인식하고, 그 영역(17)의 위치정보를 영상추출회로(6)에 부여한다. 영상추출회로(6)에서는 그 위치정보에 따라 텔레비젼카메라(4)로부터의 영상신호 중 영역(17)내의 영상신호(제5h도(d))만을 추출하고, 미분회로(7)에 부여한다. 스텝406에서, 미분회로(7)는 추출된 영역(17)내의 영상신호의 미분성분을 검출하여 미분신호(제5h도(e))로서 절대치화 회로(8)에 부여하고, 그 절대치화회로(8)에 있어서는 마이너스의 미분성분의 절대치신호(제5도(f))를 얻어 적분회로(9)에 부여한다. 적분회로(9)에서는 절대치화된 미분신호의 적분을 행하여 적분신호(제5도(g))을 얻고, A/D변환회로(10)에 있어서는 적분회로(9)로부터의 적분신호의 A/D변환을 행하여 CPU(11)에 부여한다. CPU(11)는 적분신호의 디지털치(Svzx), 여기서는 Svz-p를 메모리(11A)에 저장한다(스텝 408).
다음에 CPU(11)는 모터구동회로(12)를 제어하고, 피사체(1)를 현재의 위치(Zx)로부터 Zx+1로 갱신한다. 즉, 여기서는 피사체(1)를 위치(Z-p)로부터 위치(Z-p+1)(피사체(1)를 위치(Z-p)보다 텔레비젼카메라부터 떨어진 위치)(제5도(i)참조)로 이동시킨다(스텝410). 다음에 스텝 404~408과 같은 처리를 행한다. 이렇게 하여 순차, 피사체(1)를 아래 방향(텔레비젼카메라(4)로부터 떨어진 방향)으로 소정거리 만큼씩 이동하여 적분신호레벨을 저장하는 처리를 반복하여 행한다. 이렇게 하여 피사체(1)를 위치(Zp)(피사체(1)를 위치(Zc)보다 텔레비젼카메라로부터 떨어진 방향으로 예를들면 3㎛떨어진 위치)까지 이동하여 적분신호레벨을 구하는 처리를 행하면, 메모리(11A)에 저장된 데이터에 의하여, 제5도(h)의 점선파형 및 제5도(i)의 실선파형으로 나타내는 바와 같이 적분신호 레벨의 파형이 구해진다. 이렇게 텔레비젼카메라의 초점위치가 면(Ha)에 일치하는 위치(Za)에 피크치 Svzx(max)가 있다는 것을 알 수 있다(스텝 413).
그리고, 다음에 위치를 Zp로부터 서서히 감소시키면서 같은 처리를 행하고 위치(Za)부근에서 피크가 되는 것을 확인한다.
그리고, 스텝 412에서 갱신된 위치(Zx+1)가 Zp+1인지의 여부를 판정하여 Zn+1이면 위치를 Zp-1(피사체(1)를 위치(Zp)로부터 텔레비젼카메라에 근접시킨 위치)로 리턴시키고(그텝 414), 스텝 404, 406과 같은 처리를 행한다(스텝 416). 이렇게 하여 구한 적분신호의 디지털치(Svzx), 즉 Svzp-1를 메모리(11A)에 저장한다. 마찬가지로 하여, 순차 위치 Zx를 Zx-1로 갱신하고(스텝 402)같은 처리를 행한다.
이렇게 하여 피사체(1)의 위치가 피크치 Svzx(max)가 검출된 위치(Za)에 가면, 그 위치에서의 적분신호 레벨 Svzx(mzx)'를 구한다(스텝 424).
이어서 스텝 424에서 구한 적분신호레벨과 스텝 413에서 구한 적분신호레벨을 비교하고 , 그 차이고 소정치 Sverror 미만인지의 여부를 체크하고(스텝 426), 미만이면 검출된 피크는 옳은 것으로 판단한다. 차이가 소정치 Sverror 이상인 경우는 검출된 피크는 잘못된 것으로 판단하고 다시 위치를 Z-p로 하여 피크를 구하는 처리를 처음부터 행한다.
여기서 소정치 Sverror은 허용오차이고, 너무 작게 설정하면 검출정밀도는 향상하지만 해칭의 원인이 되기 때문에, 최종적으로는 실제의 패턴치수 측정시의 정밀도가 허용되는 범위의 값으로 설정된다.
이렇게 하여 피크가 구해지면 그 피크에 대응하는 위치(Za)(즉 Zx(max))가 영역(16)의 초점위치, 즉 측정용의 영역(14C)에 대한 초점위치로 된다. 따라서, 피사체(1)의 위치를 그 초점위치(Za)에 설정하는 것으로, 텔레비젼카메라(4)는 피사체(1)의 영역(16)에 따라 측정용의 영역(14C)에도 초점을 맞추게 되고, 그 후의 측정처리가 정확히 행해질 수 있는 것이다.
그리고 스텝 428에서는, CPU(11)는 모터구동회로(12)를 제어하고, 피사체(1)를 초점위치 Za(즉 Zx(max))에 위치시킨다. 다음에, 스텝 403에서 CPU(11)는 화상처리회로(5)에 제어신호(S3)를 보낸다. 그러면, 화상처리회로(5)는 텔레비젼카메라(4)로부터의 화상신호로부터 측정대상영역(14C)인 화상을 추출하고, 영역(14C)간의 간극(X)의 폭을 측정한다(스텝 432).
다음에 상기의 화상처리 장치에 있어서의 화상처리회로(5) 및 화상전환회로(6)의 구성, 동작을 제6도, 제7도의 구성도 및 제8도의 타이밍챠트 등을 이용하여 설명한다.
제6도는 제2도의 화상처리회로와 영상신호 추출회로의 구체적인 구성예를 나타내는 블록도이고, 제7도는 제6도의 초점위치 검출용 영역 검출회로 및 전환신호 생성회로의 구체적인 구성예를 나타내는 회로도이다. 제6도에 있어서, 영상신호 추출회로(6)는, 비디오카메라(4)로부터의 영상신호로부터 수직동기신호(VD), 수평동기신호(HD), 클럭신호(CLK)를 분리 추출하는 동기신호 분리회로(61)와, 황상처리회로(5)로부터의 위치정보에 따라 동기신호 분리회로(61)로부터의 영상신호로부터 초점위치 검출용 영역(17)의 영상을 추출하는 영상신호 전환회로(62)를 가진다. 화상처리회로(5)는, 비디오카메라(4)로부터의 영상신호를 동기신호 분리회로(61)로부터의 수직동기신호(VD), 수평동기신호(HD), 클럭신호(CLK)에 응답하여 아날로그/디지털 변환을 행하는 A/D 변환기(52)와, A/D 변환기(52)로부터의 디지털 영상신호의 1화면분을 저장하는 프레임메모리(53)와, 피사체상(14A)의 기준패턴(제3도(b))을 저장하는 기준패턴메모리(54)와, 프레임메모리(53)내의 화상으로부터 초점위치 검출용 영역(17)의 검출하는 초점위치 검출용 영역 검출회로(55)와, 프레임메모리(53)의 영상과 기준패턴메모리(54)내의 기준패턴과의 사이에서 패턴매칭 처리를 행하고 초점위치 검출용 영역 검출회로(55)에 설정치를 설정하는 central processing unit(CPU(50)와, 초점위치 검출용 영역 검출회로(55)로부터의 출력에 따라 초점위치 검출용 영역의 위치정보(전환신호)를 출력하는 전환신호 생성회로(56), 측정 영역 패턴메모리(57)를 가진다.
또, 제7도에 나타낸 바와 같이, 초점위치 검출용 영역 검출회로(55)는, 예를 들면 4개의 카운터(71)~(74)(예를 들면 히다찌 제작소제의 8비트 카운터 HD74HC592)를 가지고, 전환신호 생성회로(56)는 예를 들면 2개의 플립플롭회로(75, 76)와 AND게이트(77)를 가진다. 영상신호 전환회로(62)는 그 AND게이트(77)로부터의 전환신호에 응답하여 동기신호 분리회로(61)로부터의 영상신호를 선택적으로 통과하는 스위치이다.
여기서 CPU(50)의 상기 동작을 제9도의 플로우챠트, 제10도 등을 참조하여 설명한다.
먼저, 상기 제4도의 스텝(402)에서 설명한 바와 같이, 제어신호(S1)가 CPU(50)에 주어지면(스템 902), CPU(50)는 프레임메모리(53)의 화상(제10도의 14D)과 기준패턴메모리(54)내의 기준패턴(제10도의 14D')를 받아 들이고, 이들 화상 사이에서 패턴매칭 처리를 행하고 이들 화상의 영역(14B)간의 어긋남, 즉 초점위치 검출용 영역(17)사이의 어긋남(즉, 수평주사방향의 어긋남(△X), 수직주사방향의 어긋남(△Y)을 검출한다(스텝 906). 여기서 기준패턴(14D')에 있어서의 초점위치 검출용 영역(17)의 수평주사방향 개시점 위치(X1), 수직주사방향 개시점 위치(Y1)은 기지의 것이므로, 프레임메모리(53)의 화상에 있어서 초점위치 검출용 영역(17)의 수평주사 방향 개시점 위치(XH1'), 수직 주사방향 개시점 위치(YV1')는 각각 (X1-△X), (Y1-△Y)로서 구해진다(스텝908).
다음에, 이와 같이하여 구한 프레임메모리(53)의 화상에 있어서 초점위치 검출용 영역(17)의 수평주사방향 개시점 위치(XH1'), 수직주사방향 개시점위치(YV1')에 기초하여 각 카운터(71~74)의 설정치를 구하고(스텝 910), 구한 설정치를 대응하는 카운터(71~74)에 각각 저장한다(스텝 912).
여기서 카운터(71~74)의 설정치를 구하는 방법을 제8도(a)~제8도(n)도를 참조하여 설명한다.
제8도(a), 제8도(h)의 참조부호 14D는 비디오카메라(4)로부터의 영상신호로 구성되는 화상을 나타내고, 이 중에 프레임메모리(53)내의 화상(14A)이 포함된다. 제8도(b)는 제8도(a)의 화상(14D)에 대응하는 수평영상신호를 나타내고, 제8도(i)는 화상(14D)에 대응하는 수직영상신호를 나타낸다. 또, 제8도(c)는 제8도(b)의 수평영상신호로부터 나온 수평동기신호(HD)를 나타내고, 제8도(j)는 제8도(i)의 수직영상신호로부터 나온 수직 동기신호(VD)를 나타낸다. 제8도(d)는 수평동기신호의 클록펄스신호(CLK), 제8도(k)는 수직영상신호에 대응한 수평동기신호(HD)를 나타낸다. 도면 중, XH2, YH2는 각각 초점위치 검출용 영역(17)의 수평주사방향의 길이, 수직 주사방향의 길이를 나타낸다. 또, XH, XH1은 각각 수평동기신호(HD)의 상승으로부터 프레임메모리 화상의 개시점까지의 수평방향 거리, 수평동기 신호(HD)의 상승으로부터 초점위치 검출용 영역(17)의 개시점(PH1)까지의 수평방향 거리를 나타낸다. 또, YV, YV1은 각각 수직동기신호(VD)의 상승으로부터 프레임메모리의 화상 개시점까지의 수직방향거리, 수직동기신호(VD)의 상승으로부터 초점위치 검출용 영역(17)의 개시점(PV1)까지의 수직 방향거리를 나타낸다. 여기서 거리(XH, YH)는 기지의 것으로, 따라서 상기 프레임 메모리(53)의 화상에 있어서 초점위치 검출용 영역(17)의 수평주사방향 개시점 위치(거리)(XH1'), 수직주사방향 개시점 위치(거리)(YV1')는 각각 (XH1-XH), (YV1-YV)로서 구해진다.
여기서 제8도(a)~제8도(d), 제8도(h)~제8도(k)로부터 명백한 바와 같이 화상(14D)내의 초점위치 검출용 영역(17)의 수평방향위치(거리), 수직방향위치(거리)는 각각 클록펄스신호(CLK)(제8도(d))의 소정 펄스 수, 수평동기신호(HD)((제8도(k))의 별도의 소정 펄스 수에 대응한다. 그래서, 본 실시예에서는, 수평동기신호의 상승 시점(t1)으로부터 수평영상신호가 초점위치 검출용 영역(17)의 수평방향 개시점(PH1)에 도달하는 시점(t2)까지의 클럭(CLK)수를 CH1으로 하여 구하고, 수평영상신호가 초점위치 검출용 영역(17)의 수평방향 개시점(PH1)에 있는 시점(t1)으로부터 수평방향 종점(PH2)에 도달하는 시점(t3)까지의 클록(CLK)의 수를 CH2로 하여 구한다.
마찬가지로 수직동기신호의 상승시점(t4)으로부터, 수직영상신호가 초점위치 검출용 영역(17)의 수직방향 개시점(PV1)에 도달하는 시점(t5)까지의 수평동기신호(HD)의 펄스수를 CV1으로 하여 구하고, 수직영상신호가 초점위치 검출용 영역(17)의 수직방향 개시점(PV1)에 있는 시점(t5)으로부터 수직방향종점(PV2)에 도달하는 시점(t6)까지의 수평동기신호(HD)의 펄스수를 CV로 하여 구한다.
다음에 제7도의 초점위치 검출용 영역 검출회로(55) 및 전환신호 생성회로(56)의 동작을 설명한다.
상기와 같이 CPU(50)에 의하여 각 카운터(71), (72), (73), (74)에 각각 설정치(CH1), (CH2), (CV1), (CV2)가 설정되면, 이들 카운터는 이하와 같이 계수동작을 개시한다. 먼저, 카운터(71)는 수평동기신호(HD)가 그 트리거입력(CL)에 입력되면 리셋되어 클록(CLK)의 계수를 개시하고, 그 계수치가 설정치(CH1)에 도달하면 출력신호(71S)를 제8도(e)와 같이 하이레벨로 한다. 카운터(72)는 그 출력신호(71S)가 그 트리거입력(CL)에 입력되면 그 상승에 의하여 셋트되어 수평동기신호(HD)의 계수를 개시하고, 그 계수치가 설정치(CH2)에 도달하면 출력신호(72S)를 제8도(f)와 같이 하이레벨로 한다. 이들 출력신호(71S, 72S)는 플립플롭(75)의 D입력, 클록입력(CP)에 입력되고, 따라서 플립플롭(75)의 출력은 제8도(g)와 같이 수평영상신호가 초점위치 검출용 영역(17)의 개시점 위치와 종점위치 사이에 있는 동안 하이레벨로 된다.
카운터(73)는 수직동기신호(VD)가 그 트리거입력(CL)에 입력되면 셋트되어 수평동기신호(HD)의 계수를 개시하고, 그 계수치가 설정치(CV1)에 도달하면 출력신호(73S)를 제8도(l)와 같이 하이레벨로 한다. 카운터(74)는 그 출력신호(73S)가 그 트리거입력(CL)에 입력되면 그 상승에 의하여 셋트되어 클록(CLK)의 계수를 개시하고, 그 계수치가 설정치(CV2)에 도달하면 출력신호(74S)를 제8도(m)와 같이 하이레벨로 한다. 이들 출력신호(73S, 74S)는 플립플롭(76)의 D입력, 클록입력(CP)에 입력되고, 따라서 플립플롭(76)의 출력은 제8도(m)와 같이 수직영상신호가 초점위치 검출용 영역(17)의 개시점 위치와 종점위치 사이에 있는 동안 하이레벨로 된다.
플립플롭(75, 76)의 출력은 AND게이트(77)를 개재하여 영상신호 전환회로(62)에 부여된다. 따라서 AND게이트(77)의 출력은 비디오카메라(4)로부터의 영상신호가 합초점위치 검출용 영역(17)내에 있는 사이에만 하이레벨로 된다. 영상신호 전환회로(62)는 AND게이트(77)로부터의 출력인위치정보, 즉 전환신호에 응답하여 온, 오프되는 것으로 전환신호가 하이레벨 동안 온되고 비디오카메라(4)로부터 동기신호 분리회로(61)를 거쳐 입력된 영상신호를 미분회로(7)에 부여한다. 따라서 영상신호 전환회로(62)로부터는 합초점위치 검출용 영역(17)내의 영상신호만이 추출되어 미분회로(7)에 부여된다.
다음에 제4도의 스텝432에 있어서의 측정처리에 대하여 제3도(a), 제6도, 제11도를 참조하여 설명한다. 제11도는 그 측정처리 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 제6도의 측정영역 패턴메모리(57)는 측정 대상의 패턴, 예를들면 영역(14C)의 패턴을 기억하고 있다. CPU(50)는 제어신호(S3)가 입력되면(스텝 102), 그것에 응답하여 프레임메모리(53)내의 화상과 측정영역 패턴메모리(57)내의 측정대상 패턴을 패턴매칭 처리하고(스텝 104), 프레임메모리(53)내의 화상의 측정대상 패턴을 검출한다(스텝 106). 그 후, 그 검출된 측정대상 패턴내의 측정대상인, 예를들면 영역(14C)의 간극(X)의 폭을 측정한다(스텝 108).
또, 상기 실시예에서는 초점거리 이동기구부(13)는 피사체를 상하로 이동하도록 하였는데, 초점거리 이동기구부(13)는 피사체와 텔레비젼카메라와의 상대거리를 변화시키면 되는데, 피사체 대신에 텔레비젼카메라를 상하로 이동하도록 하여도 된다.
상기 실시예에 있어서, 초점위치는 텔레비젼카메라(4)로부터 피사체(1)까지의 거리로 하여 초점위치를 구하는 처리를 행하고 있는데, 현미경(3)의 대물렌즈로부터의 거리등으로서 초점위치를 구하는 처리를 행하도록 하여도 된다.
본 발명을 TFT액정패널의 패턴 치수 측정에 적용함으로써 측정 정밀도를 종래의 0.1㎛로부터 0.02㎛로 향상시킬 수가 있었다.

Claims (16)

  1. 현미경(3)과, 상기 현미경에 의하여 형성된 제1피사체(14A)의 상을 촬상하여 상기 제1피사체상의 영상신호를 출력하는 영역센서(4)를 가지고, 상기 영상신호에 의거하여 상기 촬상된 제1피사체의 제1부분 상의 화상처리를 행하는 장치에 있어서의 상기 영역센서의 상기 제1피사체의 제1부분에 대한 초점위치를 자동적으로 검출하는 방법에 있어서, a) 상기 제1피사체상을 상기 영역센서에 의하여 촬상하여 얻어진 영상영역(14A)내에서 상기 제1피사체의 제1부분의 상과는 다른 위치에 상이 형성되는 제2피사체에 있어서, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 제1부분(14C)과 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2 피사체내의 제2 부분(16)을 포함하는 영역(17)을 초점위치 검출용 영역(17)으로서 설정하는 스텝과; b)상기 영역센서(4)로부터의 영상신호 중 상기 초점검출용 영역내부 영상신호에 의거하여, 상기 영역센서의 상기 제2피상체의 상기 제2부분에 대한 초점위치를 검출하는 스텝과; c) 상기 검출된 초점위치를 상기 영역센서의 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 얻는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점위치 검출방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스텝b)은, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 위치를 변화시키는 서브스텝 b1)과, 상기 초점위치 검출용 영역내의 영상신호가 피크치로 되는 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 위치를, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 검출하는 서브스텝 b2)을 가지는 것을 특징으로 하는 자동 초점위치 검출방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 서브스텝 b2)은, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 다른 위치마다, 상기 초점위치 검출용 영역내의 영상신호의 미분신호를 얻는 서브스텝과, 상기 얻어진 미분신호를 절대치화한 신호를 얻는 서브스텝과, 상기 절대치화된 신호의 적분신호를 얻는 서브스텝을 가지고, 상기 서브스텝 b2)은, 다시 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 다른 위치에서 상기 적분신호 중, 값이 피크로 되는 적분신호가 얻어진 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 제2부분에 대한 위치를, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 검출하는 서브스템을 가지는 것을 특징으로 하는 자동 초점위치 검출방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2피사체의 상기 초점위치 검출용 영역(17)을, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분(14C)과 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2부분을 구성하는 제1면과, 상기 제1면과는 다른 초점위치를 가지는 제2면과, 상기 제1, 제2면을 연결하는 하나 뿐인 단차로 형성하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점위치 검출방법.
  5. 현미경(3)에 의하여 형성된 제1피사체(14A)의 상을 촬상하여 상기 제1피사체상의 영상신호를 출력하는 영역센서(4)로부터의 상기 영상신호에 의거하여 상기 촬상된 제1피사체의 제1부분(14C)의 상의 화상처리를 행하는 방법에 있어서, a) 상기 제1피사체상을 상기 영역센서에 의하여 촬상하여 얻어진 영상영역(14A)내에서 상기 제1피사치의 제1부분의 상과는 다른 위치에 상이 형성되는 제2피사체에 있어서, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이되는 제1부분(14C)과 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2피사체의 제2부분(16)을 포함하는 영역(17)을 초점위치 검출용의 영역(17)으로서 설정하는 스텝과; b) 상기 영역센서(4)로부터의 영상신호 중 상기 초점위치 검출용 영역내의 영상신호에 의거하여, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 초점위치를 검출하는 스텝과; c) 상기 영역센서에 대한 상기 제1피사체의 상기 제1부분의 위치가 상기 검출된 초점위치로 되도록 상기 영역센서와 상기 제1피사체의 상대위치를 제어하는 스텝과; d) 상기 스텝 d) 후에 상기 영역센서로부터 얻어진 영상신호에 의거하여 촬상된 제1피사체의 제1부분의 상의 화상처리를 행하는 프텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스텝 b)은, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 위치를 변화시키는 서브스텝 b1)과, 상기 초점위치 검출용 영역내의 영상신호가 피크로 되는 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 위치를, 상기 제1피사체의 영상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 검출하는 서브스텝 b2)을 가지는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 서브스텝 b2)은, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 다른 위치마다, 상기 초점위치 검출용 영역내의 영상신호의 미분신호를 얻는 서브스텝과, 상기 얻어진 미분신호를 절대치화한 신호를 얻는 서브스텝과, 상기 절대치화된 신호의 적분신호를 얻는 서브스텝을 가지고, 상기 서브스텝 b2)은, 다시 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 다른 위치에서의 상기 적분신호 중, 값이 피크로 되는 적분신호가 얻어진 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 제2부분에 대한 위치를, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 검출하는 서브스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제2피사체의 상기 초점위치 검출영역(17)을, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이되는 상기 제1부분(14C)와 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2부분을 구성하는 제1면과, 상기 제1면과는 다른 초점위치를 가지는 제2면과, 상기 제1, 제2면을 연결하는 하나뿐인 단차로 형성하는 스텝을 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 화상처리방법.
  9. 현미경(3)과, 상기 현미경에 의하여 형성된 제1피사체(14A)의 상을 촬상하여 상기 제1피사체상의 영상신호를 출력하는 영역센서(4)를 가지고, 상기 영상신호에 의거하여 상기 촬상된 제1피사체의 제1부분의 상의 화상처리를 행하는 장치에 있어서의 상기 영역센서의 상기 제1피사체의 제1부분에 대한 초점위치를 자동적으로 검출하는 장치에 있어서, 상기 제1피사체상을 상기 영역센서에 의하여 촬상하여 얻어진 영상영역(14A)내에서 상기 제1피사체의 제1부분의 상과는 다른 위치에 상이 형성되도록 배치된 제2피사체와; 상기 영역센서(4)로부터의 영상신호에 의거하여, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 제1부분(14C)과 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2피사체의 제2부분(16)을 포함하는 초점위치 검출용의 영역(17)내의 상의 영상신호를 추출하는 수단(5, 6)과; 상기 추출된 상기 초점위치 검출용의 영역(17)내의 화상의 영상신호에 의거하고, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 초점위치를 검출하는 수단(7~11)과; 상기 검출된 초점위치를 상기 영역센서의 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 출력하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 초점위치 검출장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 초점위치를 검출하는 수단은, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 위치를 변화시키는 수단(11~13)과, 상기 초점위치 검출용 영역내의 상의 영상신호가 피크치로 되는 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 위치를 검출하고, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 출력하는 피크치 검출 수단(7~11)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점위치 검출장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 피크치 검출수단은, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 다른 위치마다, 상기 초점위치 검출용 영역내의 영상신호의 미분신호를 얻는 미분회로(7), 상기 얻어진 미분신호를 절대치화한 심호를 얻는 적분회로(8)와, 상기 절대치화된 신호의 적분신호를 얻는 적분회로(9)와, 상기 영역 센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 다른 위치에서의 상기 적분신호 중, 값이 피크로 되는 적분신호가 얻어지는 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 제2부분에 대한 위치를, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 검출하는 수단(11)를 포함하는 것을 특징으로하는 자동 초점위치 검출장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2피사체의 상기 초점위치 검출용 영역(17)은, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분(14C)과 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2부분을 구성하는 제1면과, 상기 제1면과 는 다른 초점위치를 가지는 제2면과, 상기 제1, 제2면을 연결하는 하나뿐인 단차로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 초점위치 검출장치.
  13. 현미경(3)과, 상기 현미경에 의하여 형성된 제1피사체(14A)의 상을 촬상하여 상기 제1피사체 상의 영상신호를 출력하는 영역센서(4)를 가지고, 상기 영상신호에 의거하여 상기 촬상된 제1피사체의 제1부분의 상의 화상처리를 행하는 장치에 있어서, 상기 제1피사체상을 상기 영역센서에 의하여 촬상하여 얻어진 영상영역(14A)내에서 상기 제1피사체의 제1부분의 상과는 다른 위치에 상이 형성되도록 배치된 제2피사체와; 상기 영역센서(4)로부터의 영상신호에 의거하여, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 제1부분(14C)과 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2피사체의 제2부분(16)을 포함하는 초점위치 검출용의 영역(17)내의 화상의 영상신호를 추출하는 수단(5, 6)과; 상기 추출된 상기 초점위치 검출용의 영역(17)내의 화상의 영상신호에 의거하여, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 초점위치를 검출하는 수단(7~11)과; 상기 영역센서에 대한 상기 제1피사체의 상기 제1부분과 위치가 상기 검출된 초점위치로 되도록 상기 영역센서와 상기 제1피사체의 상대위치를 제어하는 수단(11~13)과; 상기 상대위치 제어 후에 상기 영역센서로부터 얻어지는 영상신호에 의거하여 촬상된 제1피사체의 제1부분의 상의 화상처리를 행하는 수단(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 초점위치를 검출하는 수단은, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 위치를 변화시키는 수단(11~13)과, 상기 초점위치 검출용 영역내의 화상의 영상신호가 피크치로 되는 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 위치를 검출하고, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치로서 출력하는 피크치 검출수단(7~11)을 가지는 것을 특징으로 하는 회상처리장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 피크치 검출수단은, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 다른 위치마다, 상기 초점위치 검출용 영역내의 상의 영상신호의 미분신호를 얻는 미분회로(7)와, 상기 얻어지는 미분신호를 절대치화한 신호를 얻는 절대치화 회로(8)와, 상기 절대치화된 신호의 적분신호를 얻는 적분회로(9)와, 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 상기 제2부분에 대한 다른 위치에서의 상기 적분신호 중, 값이 피크로 되는 적분신호가 얻어진 상기 영역센서의 상기 제2피사체의 제2부분에 대한 위치를, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분에 대한 초점위치를 검출하는 수단(!1)을 가지는 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제2피사체의 상기 초점위치 검출용 영역(17)은, 상기 제1피사체의 화상처리 대상이 되는 상기 제1부분(14C)과 동일한 초점위치를 가지는 상기 제2부분을 구성하는 제1면과, 그 제1면과 다른 초점위치를 가지는 제2면과, 상기 제1, 제2면을 연결하는 하나뿐인 단차로 형성되는 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
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